خودروهایی که مجهز به موتورهای درون‌سوز یا احتراق داخلی هستند، به‌طور کلی انرژی موردنیاز برای حرکت خود را از طریق سوخت بنزین یا دیزل کسب می‌کنند. نوع دیگر از خودروها که به سوخت فسیلی وابستگی ندارند، خودروهای برقی هستند. این دسته خودروها که مجهز به موتور الکتریکی هستند، انرژی خود را از باتری مخصوص تأمین می‌کنند. این باتری‌ها نیز از طریق اتصالات مخصوص شارژ می‌شوند. اما خودروهای هیبریدی درواقع ترکیبی از دو خودروی احتراق داخلی و برقی هستند. به این معنی که در این خودروها از هر دو نوع موتور استفاده می‌شود. کلمه هیبرید به معنای ترکیب دو نیرو (دو عنصر، دو سوخت)، بیانگر همین تلفیق است. بنابراین تفاوت خودروهای الکتریکی و خودروهای هیبریدی در همین ترکیب منبع تأمین انرژی نهفته است.
درواقع به‌دلیل ضعف موتورهای الکتریکی و عدم توان کافی آن‌ها برای شتاب‌گیری‌های اولیه و ثانویه، در خودروهای هیبریدی از یک موتور بنزینی کمک گرفته می‌شود تا در مواقعی که خودرو نیاز به انرژی و گشتاور بیشتری دارد این موتور وارد مدار شده و توان موردنیاز بدنه را تأمین کند. ورود خودروهای هیبریدی به صنعت خودروسازی و بازارهای جهانی در اوایل قرن ۲۱ اتفاق افتاد.
در ادامه با محبوب‌ترین سیستم‌های هیبریدی موجود در بازار امروزی آشنا می‌شویم:
- هیبریدهای سری
در هیبریدهای سری ، خودرو به تنهایی توسط الکتریسیته حرکت می‌کند و درحالی‌که شما در حال رانندگی هستید، پیشرانه‌ی احتراق داخلی با شارژ کردن باتری‌ها به محدوده‌ی حرکتی شما اضافه می‌کند.
هیبریدهای سری می‌توانند بسیار پاک باشند زیرا تمام اهداف و نیات یک خودروی تمام الکتریکی را در مسافت‌های کوتاه برآورده می‌کند.
بزرگ‌ترین نقطه‌ضعف این سیستم‌ها هزینه‌ی بالا است. با تکنولوژی زمان کنونی، باتری‌های بزرگتر موردنیاز هیبریدهای سری گرانتر از باتری‌های کوچکتر سیستم‌های هیبریدی موازی هستند. هزینه‌ی اضافی و پیچیدگی ژنراتور احتراق داخلی می‌تواند این خودروها را حتی گرانتر از خودروهای الکتریکی خالص کند.
- هیبریدهای موازی
سیستم سینرژی هیبرید بی‌شک شناخته‌شده‌ترین مثال سیستم‌های هیبرید موازی است. در هر دو مورد خودرو در ابتدا با پیشرانه‌ی احتراق داخلی حرکت می‌کند اما واحد الکتریکی نیز به همین قوای محرکه متصل می‌شود بنابراین می‌تواند قدرت بیشتری را در هنگام شتاب‌گیری‌ها ایجاد کند. به همین دلیل در مصرف سوخت صرفه‌جویی می‌شود.
هیبرید موازی می‌تواند به تنهایی با حالت الکتریکی نیز عمل کند اگرچه که معمولاً تنها در سرعت‌های پایین و برای رانندگی در شهر و محدوده‌های بسیار محدود این کار صورت می‌پذیرد. البته اندازه‌ی کوچک باتری‌ها باعث می شود که رسیدن به حداکثر ظرفیت شارژ به سرعت امکان‌پذیر شود و هرگز نگرانی از بابت محدوده‌ی حرکتی وجود نخواهد داشت.
حتی اگر شارژ باتری‌ها به‌طور کامل تخلیه شود شما می‌توانید به تنهایی با پیشرانه‌ی احتراق داخلی به رانندگی خود ادامه دهید. این سیستم به همراه هیبریدهای ملایم عموماً به عنوان بهترین گزینه‌های هیبریدی در نظر گرفته می‌شوند. همچنین یادآوری این نکته مهم است که حالت الکتریکی هرچند در شهر از آلودگی جلوگیری می‌کند اما الکتریسیته‌ای که شما استفاده می‌کنید عموماً با سوختن سوخت در پیشرانه تولید می‌شود. معنی سخن این است که رانندگی در حالت فقط الکتریکی در حقیقت راندمان کمتری نسبت به حالت هیبریدی دارد.
- هیبریدهای ملایم
سیستم هیبرید ملایم (Mild) اساساً مشابه سیستم هیبرید موازی است و در آن پیشرانه‌ی الکتریکی در زمان نیاز خودرو به قدرت بیشتر با پیشرانه‌ی احتراق داخلی همکاری می‌کند.
به عنوان نتیجه این سیستم عموماً از کوچک‌ترین باتری‌ها استفاده می‌کند و به تنهایی نیز نمی‌تواند با باتری‌ها کار کند. البته شما از مزیت‌های کاهش مصرف سوخت بهره مند می‌شوید و انرژی‌ای که معمولاً در هنگان ترمز گیری هدر می‌رود می‌تواند به الکتریسیته تبدیل شده و در باتری‌ها ذخیره شود و در هنگام نیاز به سیستم رانندگی وارد گردد. درحالی‌که این سیستم به عنوان هیبرید ملایم طبقه‌بندی شده اما این همیشه تعریفی مناسب نیست.
- پلاگین هیبریدها
سیستم‌های پلاگین هیبرید یا PHEV تازه‌ترین نوع قوای محرکه هستند و به سرعت محبوبیت خود را افزایش داده‌اند. این سیستم‌ها با اضافه کردن باتری‌های بزرگ‌تری که می‌تواند از منبع انرژی خارجی تغذیه شود اساس مفهوم هیبریدهای موازی را به خودروهای تمام الکتریکی نزدیک‌تر کرده‌اند.
هرچند درحالی‌که خودروهای پلاگین هیبریدی برای رانندگی روزمره بسیار مناسب هستند اما اگر شما معمولا مسافت‌های زیادی را رانندگی می‌کنید، مزیت‌های کاهش مصرف سوخت محدوده‌ی حرکتی ۴۸ کیلومتری می‌تواند با هزینه‌های بیشتر این تکنولوژی خنثی شود. شاید یک خودروی دیزل کم‌مصرف گزینه‌ی بهتری باشد.
اجزا و قطعات اختصاصی خودروی هیبریدی
اجزا و قطعات فنی که معمولا در هر خودرویی مشاهده می‌کنیم شامل موتور، سیستم سوخت رسانی، سیستم برق رسانی، سیستم انتقال قدرت، سیستم تعلیق و سیستم خنک‌سازی می‌شود. اما طبعا خودروهای هیبریدی به‌واسطه یک نوع موتور اضافه‌تر و تأمین قدرت متفاوت‌تر اجزایی بیشتر از خودروهای احتراق داخلی تک‌سوخت و معمولی دارند. این اجزا عبارتند از:
۱. موتور الکتریکی
این موتور در خودروهای هیبریدی منبع تأمین انرژی از نیروی الکتریسیته است. البته در کنار این وظیفه، نیروی برق اتلاف‌شده را نیز در ژنراتور ذخیره می‌کند.
۲. باتری‌ها
باتری در خودروهای هیبریدی علاوه‌بر تأمین برق موردنیاز اجزای برقی خودرو، انرژی لازم جهت عملکرد و فعالیت موتور الکتریکی را نیز ذخیره و تأمین می‌کند.
۳. ژنراتور
این قطعه نیز در کنار موتور الکتریکی به ذخیره و پیشگیری از انرژی برق می‌پردازد. البته که باتری قطعه‌ای است که در خودروهای معمولی نیز وظیفه تأمین برق قطعات برقی خودرو و سنسورها را برعهده دارد اما این قطعه در خودروهای هیبریدی شرایط جدیدی را تجربه می‌کند. تفاوت دیگر خودروهای هیبریدی و بنزینی یا دیزلی در سیستم ترمز آن‌ها است که در ادامه درباره آن توضیح خواهیم داد. به این اجزا باید موتور اصلی بنزینی یا دیزلی را نیز اضافه کرد. موتور بنزینی یا دیزلی در خودروهای هیبریدی کاملا مشابه دیگر موتورهای احتراق داخلی است اما با حجم کمتر و ابعاد کوچکتر که مصرف سوخت کمتر خودرو را نیز به‌دنبال دارد.
حتما بخوانید: بهترین روغن موتور خودرو را چگونه انتخاب کنیم؟
۴. سیستم ترمز
در خودروهای هیبریدی سیستم ترمز از نوع بازیافتی است. در این نوع سیستم ترمز از موتور الکتریکی برای ترمزگیری استفاده می‌شود و اصطکاک نقش چندانی در این فرایند ندارد. موتور الکتریکی در این نوع سیستم ترمز، انرژی جنبشی خودرو را دریافت کرده و به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند و سپس آن‌ها را در باتری‌ها ذخیره می نماید. این همان بخش از وظیفه موتور است که مانع از هدررفت انرژی می‌شود. به این ترتیب در این بخش موتور در نقش یک ژنراتور عمل می‌کند.
تفاوت خودروهای هیبریدی و برقی چیست؟
با توجه به توضیحاتی که در بالا اشاره شد، حالا باید به راحتی بدانید که فرق خودروهای هیبریدی و برقی چیست. خودروهای هیبریدی از سوخت فسیلی و نیروی برق به صورت ترکیبی برای حرکت کردن استفاده می‌کنند؛ اما خودروهای برقی موتور احتراقی را به طور کامل کنار گذاشته و صرفا به نیروی الکتریسیته ناشی از باتری و موتور الکتریکی متکی هستند.
البته اگر به طور دقیق‌تر به مقایسه خودروهای هیبریدی و برقی بپردازیم، آن وقت متوجه می‌شویم که خودروی تمام برقی از موتور پرتوان و باتری‌های بزرگتر با قابلیت شارژ توسط منبع خارجی سود می‌برند که برد حرکتی آن بسیار قابل توجه است. این در حالی است که مدل مایلد و فول هیبرید از قابلیت شارژ توسط منبع خارجی بی‌بهره هستند.
مزایا خودروی هیبریدی
- مصرف سوخت بسیار پایین
- صدای کم
- کشش بالایی موتور
- تولید کمتر آلاینده ها
- استهلاک کمتر نسبت به سایر خودروها
- طول عمر بالای باتری و قطعات
- کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی
- رانندگی نرم و راحت تر
- به کارگیری تکنولوژی های پیشرفته تر
معایب خودروی هیبریدی
- قیمت بالاتر نسبت به نمونه های غیر هیبریدی
- نامناسب برای اسپرت کردن خودرو
- پایین بودن تعادل خودرو به دلیل وزن بالای باتری
- توان کمتر خودروهای هیبریدی نسبت به مدلهای غیر هیبریدی
- کمتر بودن حجم خودرو به دلیل اشغال شدن فضای زیر صندوق توسط باتری ها
- تعمیر تخصصی و گرانتر
- ساختار ظاهری نه چندان مخاطب پسند
